(57)【要約】【課題】本発明は、一台の装置でありながら、軟質のコアを内蔵したコアチューブを、コアチューブとコアを同時に切断することを目的とする。本発明の他の目的は、一台の装置でありながら、多様なコア質に対応することができるコア切断機を提供する。【解決手段】ベッド１上に載置したコア２０が充填されたコアチューブ２を長手方向に切断するコア切断装置である。切断装置は、ベッド１上にコアチューブ２の長手方向に移動可能に設けた切断機構を有し、切断機構は、第１切断手段９，１０と第２切断手段１８とから構成される。第１切断手段は、コアチューブの左右に位置するように配設される左右の切断部９，１０を有し、各切断部９，１０は、垂直方向に延出する主軸９０，１００と、水平方向に回転自在の切断刃９１．１０１とを有する。第２切断手段１８は、左右の切断刃９１，１０１と同一水平面内で、切断機構の移動方向と直交する方向に延出する切断部１９，１９０を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド上に載置したコアが充填されたコアチューブを長手方向に切断するコア切断装置であって、
該切断装置は、該コアチューブの長手方向に移動可能な切断機構を有し、該切断機構は、第１切断手段と第２切断手段とから構成されており、
第１切断手段は、左右の切断部を有し、各切断部は、垂直方向に延出する主軸と、水平方向に回転自在の切断刃とを有し、
第２切断手段は、該左右の切断刃と同一水平面内で、切断機構の移動方向に対して横切る方向に延出する切断部を有していることを特徴とするコア切断装置。
【請求項２】
請求項１において、該第２切断手段の切断部は、切断機構の移動方向と直交する方向に延出することを特徴とするコア切断装置。
【請求項３】
請求項１，２いずれかにおいて、該第２切断手段は、切断機構の移動方向に対して、第１切断手段よりも後方側に位置していることを特徴とするコア切断装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかにおいて、該第２切断手段の切断部はワイヤーであることを特徴とするコア切断装置。
【請求項５】
請求項１乃至３いずれかにおいて、該第２切断手段の切断部はバンドソーであることを特徴とするコア切断装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかにおいて、該第２切断手段の切断部は、該第２切断手段の切断部の延出方向に水平に移動自在であることを特徴とするコア切断装置。
【請求項７】
請求項１乃至６ずれかにおいて、該第１切断手段の少なくとも一方の切断部の主軸は垂直方向に延出する姿勢から水平方向に延出する姿勢に変姿自在に構成されており、切断刃の回転方向が水平方向から垂直方向に変更可能であることを特徴とするコア切断装置。
【請求項８】
請求項７において、第１切断手段の各切断部は、切断機構の移動方向と直交する方向に位置調節可能に設けてあることを特徴とするコア切断装置。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかにおいて、該第２切断手段は、第２切断手段の切断部によるコアの切断姿勢と、第１切断手段によるコアの切断の妨げにならない退避姿勢との間で変姿可能に構成されていることを特徴とするコア切断装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８いずれかにおいて、第２切断手段は着脱自在に設けてあることを特徴とするコア切断装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかにおいて、該装置は、該ベッドの上に該コアチューブの長手方向に往復動可能に設けたコラムを含み、該切断機構は、該コラムに搭載されていることを特徴とするコア切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削採取した柱状試料（地質コア、以下、単にコアと言う）を長手方向に切断する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海底の地層等を調査する時には、コア採取機によってコアをコアチューブに充填された状態で採取し、コアチューブ内のコアを観察・分析することで様々な科学的情報を取得する。ここで、どのようにしてコアチューブ内のコアを観察・分析するかが問題となるが、通常は、内部にコアが充填されたコアチューブを長さ方向に半分に切断することで、コアの切断面を取得することでコアの観察・分析を行っている。
【０００３】
しかしながら、コア充填コアチューブの切断において一つの問題がある。コアチューブに充填されたコアのコア質は多様であるということである。例えば、コアが軟泥層、砂層等の堆積物から形成されている場合には、コア質は比較的軟質である。一方、コアが、堆積岩、火成岩、変成岩等から形成されている場合には、コア質は比較的硬質である。コア質が硬質であれば、砥石を用いてコアチューブとコアを同時に切断することが可能である。しかしながら、軟質のコアを切断するには、切断砥石ではうまくいかず、ワイヤー等によって切断することが有利である。ところが、コアは硬質のコアチューブに内蔵されているため、コアチューブに内蔵されているコアを直接ワイヤーで切断することはできない。
【０００４】
したがって、従来は、切断刃を搭載した切断機とワイヤーを搭載した切断機の両方を用意し、Ｘ線撮影によってコアの性状の情報を取得し、コア質が軟質の場合には、先ず、切断刃を搭載した切断機でコアチューブのみを切断し、その後に、ワイヤーを搭載した切断機でコアを切断していた。しかしながら、この方法では、切断工程が多くなって手間・時間がかかるという不具合がある上、コアを移動させる工程が含まれると、コアの移動時にコアが損傷したり、コアを切断する際のコアの位置決めが難しくなったりする。さらに、コア切断機を観測調査船に搭載するような場合には、複数種類の切断機を持ち込むとその分スペースを取ってしまうという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、一台の装置でありながら、軟質のコアが充填されたコアチューブを、コアチューブとコアを同時に切断することを目的とするものである。
【０００６】
本発明の他の目的は、一台の装置でありながら、多様なコア質に対応することができるコア切断機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するべく本発明が採用したコア切断装置は、ベッド上に載置したコアが充填されたコアチューブを長手方向に切断するコア切断装置であって、
該切断装置は、該コアチューブの長手方向に移動可能に設けた切断機構を有し、該切断機構は、第１切断手段と第２切断手段とから構成されており、第１切断手段は、左右の切断部を有し、各切断部は、垂直方向に延出する主軸と、水平方向に回転自在の切断刃とを有し、第２切断手段は、該左右の切断刃と同一水平面内で、切断機構の移動方向に対して横切る方向（好ましい態様では、切断機構の移動方向と直交する方向）に延出する切断部を有していることを特徴とするものである。
【０００８】
このように構成することで、軟質のコアが充填されたコアチューブを一つの工程で切断することができる。すなわち、切断機構がコアチューブの長手方向に移動すると、第１切断手段の左右の切断刃によってコアチューブが切断され、第１切断手段の切断刃によるコアチューブの切断に追従して、第２切断手段の切断部がコアを切断する。好ましい態様では、該第２切断手段は、切断機構の移動方向に対して、第１切断手段よりも後方側に位置している。
【０００９】
一つの好ましい態様では、該第２切断手段の切断部はワイヤーである。他の好ましい態様では、該第２切断手段の切断部はバンドソーである。これらの切断部は、固定式でもよいが、一つの好ましい態様では、第２切断手段の切断部は、第２切断手段の切断部の延出方向（好ましい態様では、切断機構の移動方向と直交する方向）に水平に移動自在に構成される。
【００１０】
好ましい態様では、該第１切断手段の少なくとも一方の切断部の主軸を垂直方向に延出する姿勢から水平方向に延出する姿勢に変姿自在（好ましい態様では、回動自在）とすることで、切断刃の回転方向を水平方向から垂直方向に変更可能に構成されている。こうすることで、第１切断手段の一方の切断部の切断刃のみで硬質のコアが充填されたコアチューブを切断することが可能となる。好ましくは、第１切断手段の各切断部は、第１切断手段の各切断部は、切断機構の移動方向と直交する方向に位置調節可能に設けてある。
【００１１】
一つの態様では、該第２切断手段は、第２切断手段の切断部によるコアの切断姿勢と、第１切断手段によるコアの切断の妨げにならない退避姿勢との間で変姿可能に構成されている。他の態様では、第２切断手段は着脱自在に設けてある。また、一つの好ましい態様では、該装置は、該ベッドの上に該コアチューブの長手方向に往復動可能に設けたコラム（好ましくは、門型コラム）を含み、該切断機構は、該コラムに搭載されている。このものでは、切断機構は、往復動自在のコラムを介してコアチューブの長手方向に移動自在（往復動自在）に設けられ、第１切断手段はコラムに対して左右方向及び上下方向に位置調節自在に取り付けられる。
【発明の効果】
【００１２】
第１切断手段と第２切断手段を設けることで、コアチューブに充填されたコアが軟質の場合においても、一工程でコア及びコアチューブを切断することができ、
切断加工時間が短縮されると共に、従来のようにコアのみを移動させるような必要がないので、コアの損傷が起きることがない。
【００１３】
第１切断手段の少なくとも一方の切断部の主軸を垂直方向に延出する姿勢から水平方向に延出する姿勢に変姿自在とすることで、切断刃の回転方向を水平方向から垂直方向に変更可能としたものでは、第1切断手段の一方の切断部を垂直姿勢とすることで、第１切断手段の一方の切断部の切断刃で硬質のコアが充填されたコアチューブを切断することが可能となる。したがって、軟質のコアが充填されたコアチューブに対しては、水平姿勢の第1切断手段及び第２切断手段で対応し、硬質のコアが充填されたコアチューブに対しては、垂直姿勢の第1手段の一方の切断部で対応することができ、一台の装置でありながら、多様なコア質が充填されたコアチューブに対応することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明に係るコア切断装置の概略斜視図である。コア切断装置は、直方体のベッド１を有し、ベッド１の上面には、コア２０を充填したコアチューブ２を載置する長手部材のＶヤゲン式の設置台３がベッド１の長手方向に延出して設けてある。ベッド１の上面には、さらに、ベッド１の長手方向に、設置台３に沿って、かつ、設置台３の両側に位置して、互いに平行状に延出する左右のリニアガイド４が敷設されている。左右のリニアガイド４には、門型コラム５が、左右のコラムの下端部に設けた摺動部６を介して、ベッド１の長手方向（設置台３の長手方向でもあり、すなわち、コアチューブ２の長手方向である）に移動可能に設けてある。門型コラム５は、リニアガイド４に平行して延出する送りネジ７によってリニアガイド４上を往復動可能となっており、送りネジ７は送りモータ８によって駆動される。尚、本明細書において、ベッドの長手方向を前後方向、ベッドの短手方向を左右方向とし、切断時に最初に門型コラムが移動する方向を前方とする。
【００１５】
門型コラム５には、切断機構が搭載されており、門型コラム５と共に切断機構がコアチューブ２の長さ方向に往復動可能となっている。切断機構は、主として、コアチューブ及び硬質のコアを切断するための第１切断手段と、主として、軟質のコアを切断するための第２切断手段とから構成されている。
【００１６】
図１，２，７，１１に示すように、第１切断手段は、左右の２つの切断部９，１０を有し、各切断部９，１０は、門型コラム５の前面に水平方向に延出して設けたリニアガイド１１に対して、左右水平方向に位置調整可能に設けてある。一対の切断部９，１０は、それぞれ、主軸９０，１００と、主軸９０，１００の先端に設けた円板状の回転自在の切断刃９１，１０１と、主軸９０，１００を回転させる主軸モータ９２，１０２と、主軸を支持するヘッド９３，１０３を有しており、ヘッド９３，１０３の後面に形成した摺動体１２を介してリニアガイド１１に左右水平方向に移動可能に装着されている。切断部９，１０は、リニアガイド１１に平行して延出する送りネジ１３によってリニアガイド１１に対して水平方向に移動可能となっており、送りネジは送りモータ１４によって駆動される。
【００１７】
主軸モータ９２，１０２によって主軸９０，１００を回転させることで主軸９０，１００に直交する平面内を切断刃９１，１０１が回転駆動するようになっている。各切断部９，１０は、左右水平方向に位置調節可能であることに加えて、上下方向にも位置調節可能に構成されている。左右の切断部９，１０は、主軸９０，１００を垂直状に延設させた時に、下端の切断刃９１，１０１が互いに同一水平面内で回転するように設定される。さらに、各切断刃９１，１０１の上下位置および水平方向の位置は、設置台３に固定したコアチューブ２のみを、上下方向中央部位において切断するように設置される。好ましい切断刃９１，１０１としては、切断用砥石やダイヤモンドカッターが例示される。図中符号１５は上下ハンドル、１６は前後ハンドル、１７は上下送りモータである。
【００１８】
図４，５，１２に示すように、左右の２つの切断部９，１０の一方の切断部９は、主軸９２が垂直方向に延出する姿勢と、水平方向に延出する姿勢との間で変姿自在となっている。一つの態様では、切断部９のヘッド９３が、後面側に摺動部１２を有する支持部９３０に対して回動自在に装着されており、主軸９２は回動自在のヘッド９３を介して支持部９３０に対して垂直姿勢と水平姿勢との間で移動可能に構成される。実施例のものでは、切断部９の切断刃９１は、切断部１０の切断刃１０１よりも大径であるが、切断部９の切断刃９１と切断部１０の切断刃１０１とは同じ大きさであってもよい。
【００１９】
図８，９に示すように、門型コラム５には、２つの切断部９，１０から構成される第１切断手段より後方側に位置して、第２切断手段１８が設けてある。具体的には、第１切断手段が門型コラム５の前面に設けてあり、第２切断手段１８が門型コラム５の左右のコラム間に位置して設けられる。第２切断手段１８は、第１切断手段の各切断部９，１０の切断刃９１，１０１と同一水平面内を左右方向（門型コラム５の移動方向と直交する方向、すなわち、コアチューブ２の長手方向と直交する方向）に延出する切断部を備えている。このような切断部としては、ワイヤー、あるいは、バンドソーが例示される。
【００２０】
図３，９に示すように、第２切断手段１８を、ワイヤー１９を用いた切断部に基づいて説明する。コア設置台３の左右両側に位置してワイヤーホルダー２１が設けてあり、左右のワイヤーホルダー２１間には、ワイヤー１９が水平方向に延出して張設されている。第１切断手段の左右２つの切断部９，１０の主軸９０，１００が垂直姿勢にあり、切断刃９１，１０１が水平方向に延出している時には、切断部９，１０の切断刃９１，１０１とワイヤー１９とは同一水平面内に位置している。ワイヤー１９は、固定式でもよく、あるいはワイヤーの延出方向（左右方向）に微往復動する揺動装置であってもよい。第２切断手段は、退避用シリンダー２２によって上方に移動可能となっており、退避位置に移動可能となっている。
【００２１】
第２切断手段１８は、図１０に示すように、バンドソー１９０、例えば、ダイヤモンドバンドソーを用いたものでもよい。一つの態様では、バンドソー１９０は、左右方向に配設した二つの回転自在のローラ２３に巻回されており、一方のローラ２３をモータ２４に連結して駆動ローラとすることで、バンドソー１９０が左右方向に移動可能に構成されている。回転ローラ２３に巻回されたバンドソー１９０が回転することで、下方側のバンドソー１９０が水平方向に移動するようになっている。ワイヤーと同様にバンドソー１９０を水平方向に揺動自在としてもよい。あるいは、バンドソーは固定式であってもよい。本発明に係るコア切断装置は、切断部としてワイヤー１９を用いた第２切断手段と、切断部としてバンドソー１９０を用いた第２切断手段のそれぞれが搭載可能であり、コアの性状に対応して、いずれかの第２切断手段が選択されて切断機構として搭載される。
【００２２】
コア２０及びコアチューブ２の保持としては、一つの方法ではクランプ方式で行う。基準プレートに端面を当て、反対側端面よりバイスで押し当てる。バイスのジョーは任意の位置に可変可能である。あるいは、設置台３のＶ字状の溝部に設けられたコアチューブ２は、切断時には、門型コラム５に設けられた加圧式ローラ２５によって切断位置に追従しながら上方から押さえることで固定してもよい。また、切断手段の冷却手段としては、コア質が硬質の場合には湿式であるが、コア質が軟質の場合には、ドライ冷風を用いる。
【００２３】
コアが軟泥層、砂層のような比較的軟質物質から構成されている場合の、コア充填コアチューブ２の切断方法について説明する。ベッド上面の固定部にコアチューブ２を設け、左右の切断部９，１０の主軸９０，１００を垂直方向にセットして、切断刃９１，１０１がコアチューブ２の左右両端部に同じ水平位置において水平方向に切り込みを入れるようにする。そして、左右のワイヤーホルダー２１間にワイヤー１９を水平方向に張設する。この状態で、主軸モータ９２，１０２によって主軸９０，１００を回転させて切断刃９１，１０１を回転させながら、送りモータによって送りねじを駆動して、コアチューブ２の長さ方向に沿って、門型コラム５を前方に移動させると、先ず、切断刃９１，１０１によってコアチューブ２の左右端部が切断され、その後にコアチューブ２の切断部を通り、軟質のコア２０を切断しながらワイヤー１９が追従して移動する。こうすることで、軟質のコアが充填されたコアチューブであっても、コアチューブ２及びコア２０を同時に切断することができる。ワイヤーは特に、コアの組織が軟らかく（例えば、粘土質のコア）、砥石の加工では切断面の状態が崩れてしまう場合に適用する。さらに、コアの性状により、固定式ワイヤー、揺動式ワイヤーを選択する。
【００２４】
コアが堆積岩、火成岩、変成岩のような比較的硬質物質から構成されている場合の、コア充填コアチューブの切断方法について説明する。一方の切断部９の主軸を９０度回動させて、主軸９０を水平方向に延出させて、切断刃９１が垂直方向に延出するようにする。必要に応じて、コラム５前面のリニアガイド１１を介して一方の切断部９を左右方向に位置調節して、さらに、切断刃９１の上下方向の位置を調節して、切断刃９１がコアチューブ２を左右に等分できるような位置にセットすると共に、他方の切断部１０を側方に退避させる。この状態で、主軸モータ９２によって主軸９０を回転させて切断刃９１を縦方向に回転させながら、送りモータに８よって送りネジ７を駆動して、コア２０が充填されたコアチューブ２の長さ方向に沿って、門型コラム５を前方に移動させると、切断刃９１がコアチューブ２及びコア２０を縦方向に分割しながら切断していく。第１切断手段の切断部９の切断刃９１による切断は、１パス切断でも、あるいは往復動しながら切断するものでもよい。第１切断手段のみを用いてコアチューブ２及びコア２０を切断する場合には、第２切断手段は、上方に退避させた姿勢とする。
【００２５】
また、砥石の加工では切断面が崩れ、かつ、ワイヤーでは硬くて切断できない場合には、第２切断手段として、ワイヤーに代えてダイヤモンドバンドソーを採用する。バンドソーとしては、回転式、揺動式、固定式から選択可能である。ダイヤモンドバンドソーは、コアチューブとコアの同時切断も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、掘削採取した柱状試料を長手方向に切断する装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るコア切断装置の概略を示す全体斜視図であって、第１切断手段及び第２切断手段がセットされた状態を示している。
【図２】コア質が軟質である場合における、第１切断手段によるコアチューブの切断を示す概略図である。
【図３】コア質が軟質である場合における、第２切断手段によるコアの切断を示す概略図である。
【図４】本発明に係るコア切断装置の概略を示す全体斜視図であって、第１切断手段の一方の切断部がセットされた状態を示している。
【図５】コア質が硬質である場合における、第１切断手段の一方の切断部によるコアチューブ及びコアの切断を示す概略図である。
【図６】本発明に係るコア切断装置の正面図である。
【図７】本発明に係るコア切断装置の側面図である。
【図８】左図は、本発明に係るコア切断装置の切断機構の側面図であり、右図は、切断機構の第２切断手段（切断部としてワイヤーを用いている）の正面図である。
【図９】第２切断手段の他の実施例（切断部としてバンドソーを用いている）を示す側面図及び正面図である。
【図１０】第１切断手段の正面図であり、第１切断手段の左右の切断部の切断刃によるコアチューブの切断を示す図である。
【図１１】第１切断手段の正面図であり、第１切断手段の一方の切断部の切断刃によるコアチューブ及びコアの切断を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ベッド
２  コアチューブ
２０  コア
３  設置台
５  門型コラム
９  切断部
９０  主軸
９１  切断刃
９２  主軸モータ
１０  切断部
１００  主軸
１０１  切断刃
１０２  主軸モータ
１８  第２切断手段
１９  ワイヤー
１９０  バンドソー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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